JP6802641B2 - トンネル周辺地山の評価方法およびトンネル施工方法 - Google Patents
トンネル周辺地山の評価方法およびトンネル施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6802641B2 JP6802641B2 JP2016092334A JP2016092334A JP6802641B2 JP 6802641 B2 JP6802641 B2 JP 6802641B2 JP 2016092334 A JP2016092334 A JP 2016092334A JP 2016092334 A JP2016092334 A JP 2016092334A JP 6802641 B2 JP6802641 B2 JP 6802641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tunnel
- data
- ground
- face
- drilling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
トンネル周辺の地山状況を捉えるために、従来から切羽観察やボーリング等による切羽からの前方探査やトンネル坑内の変位計測が行われている。
切羽観察の方法としては、目視観察によるスケッチの作成、写真撮影が一般的に行われる。また前方探査としては、ボーリングや弾性波を利用する方法がある。特にボーリングによる探査では、穿孔データを利用する方法に実績がある。例えば、削岩機により切羽前方の地山を穿孔し、穿孔時に得られるデータ(穿孔速度、又は、穿孔速度、トルク、ドリルの回転速度、油圧等から算定される穿孔エネルギー)に基づいて、岩盤の硬軟を判定する方法があり、特許文献1などにより多数開示されている。その他、切羽前方地山を穿孔して得られる複数のデータに基づき、穿孔エネルギーの大小を表現できる岩盤強度の分布をモデル化することで、任意の地点における岩盤強度を推定する地質予測方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
切羽前方探査は、一般的に切羽前方の数100mまでの区間について、断層・破砕帯(幅約10m以上)の位置と規模の把握を目的として行われる。この探査方法は、技術的な制約から位置の精度が粗く、切羽近傍での危険予測には向かない。また、トンネル軸に対して小さい角度で交差する断層・破砕帯などは原理上、捉えることが難しい。
切羽近傍では他に、穿孔データを利用したボーリングによる探査が挙げられる。しかし、この手法には以下の課題がある。特許文献1に記載の探査方法では、切羽に比して小さい面積の穿孔で地山の評価を行うため、その評価が切羽全体を代表していない可能性がある。また、特許文献2に記載の探査方法を用いた地山評価においても、そのデータのみでは地質状況の解釈は難しい。例えば、ある一定区間において穿孔データにより岩盤強度が低いと評価される領域が得られた際に、その領域が大規模な破砕帯によるものか、小規模な破砕帯の集合によるものか、多数の亀裂の影響によるものかなど、数通りの解釈が可能である。そのため、穿孔データの分布による評価だけでは、地質状況を一意に決めることはできず、危険性の予測や安全上の対策を正確かつ効果的に行なうことは難しい。
本発明は穿孔データを利用し、かつトンネル背面や切羽前方の地山状況等について、より現実に近い地質構造を解釈できるようにし、トンネル施工の安全性向上および高速施工を可能とするトンネル周辺地山の評価方法およびトンネル施工方法を提案することを課題とする。
かかるトンネル周辺地山の評価方法によれば、地質展開画像と穿孔によって得られた3次元コンター図とを組み合わせて地山の評価を行うため、トンネル背面の地山状況や切羽近傍の要注意箇所を特定することができる。すなわち、露出した地山の構造が写った地質展開画像を3次元コンター図に適用することで、トンネル背面および切羽近傍の地山状況について、より現実に近い地質構造を解釈できる。すなわち、地質展開画像として得られた地質状況を、ロックボルト孔や装薬孔等の穿孔区間へ外挿して解釈することで、トンネル周囲と穿孔領域間の地質状況を想定することができる。そのため、3次元コンター図のエネルギー分布に対して、より具体的な地質状況の解釈を加えることが可能となる。
また、穿孔データをロックボルト孔の穿孔時および装薬孔の穿孔時に得ることで、探査用に別途穿孔する手間を省略することができ、工期短縮化を図ることができる。
かかるトンネル施工方法によれば、穿孔データは位置情報や深さデータとともに3次元的に得ることができる。そしてこの穿孔データを処理することで、3次元のコンター図を作成することができる。
前記トンネル施工方法は、前記評価工程によって得られた地山状況に応じて、補助工法の選定、支保パターンの変更あるいは装薬量および装薬パターンの変更を検討する。
かかるトンネル施工方法によれば、地質展開画像とコンター図とを組み合わせて地山の評価を行うため、トンネル背面および切羽近傍の地山状況を実際の地質構造を反映させることで精度よく把握することができる。そのため、地山状況に応じた施工を行うことができ、ひいては、効率的な施工および工期短縮を図ることが可能となる。
トンネル施工方法は、準備工程、掘削工程、撮影工程、支保工程および評価工程を備えている。
本実施形態では、切羽前方探査として、先進ボーリング5を行う。先進ボーリング5は、切羽面から切羽2前方の地山Gに向けてボーリングを行い、採取したボーリングコア、穿孔速度、又は、穿孔速度、トルク、ドリルの回転速度、油圧等から算定される穿孔エネルギー等により岩盤を推定する。本実施形態では、先進ボーリング5の穿孔時の穿孔データとして穿孔エネルギーを採取し、コンピュータに記憶する。
撮影工程では、掘削に伴い露出した地山面を撮影する。すなわち、地山Gの掘削後、支保構造を構築する前に、切羽2の近傍においてトンネル周囲3および切羽2の画像データを取得する作業を行う。本実施形態では、ズリが搬出された坑内に360°カメラCを据え付けて、切羽2とトンネル周囲3を同時に撮影する。本実施形態では、図2(a)および(b)に示すように、トンネル周方向に対して360°、水平方向に対して214°の範囲を撮影可能なカメラCを使用する。なお、切羽2およびトンネル周囲3を撮影するカメラCは限定されるものではない。また、切羽2およびトンネル周囲3の撮影は、それぞれ個別に撮影を行ってもよく、それぞれ撮影後の画像データを連続写真としてつなぎ合わせる、あるいは並べて表示してもよい。
また、支保工程では、必要に応じて補助工法の施工を行う。なお、補助工法の選定は、前回の施工サイクルにおいて得られた地山状況の評価結果に応じて決定すればよい。
地質展開画像と3次元コンター図を作成したら、地質展開画像、3次元コンター図および先進ボーリング結果を組み合わせて、トンネル周囲3背面の地山Gおよび切羽2前方の地山状況を評価する。すなわち、地質展開画像、3次元コンター図および先進ボーリング5のデータを、それぞれの位置関係により重ね合わせた状態で、互いのデータの相関関係を把握する。
一方、地質展開画像を利用すれば、図5および図6に示すように、切羽2およびトンネル周囲3に現れた地質構造を把握することができる。
そして、穿孔エネルギー分布と地質展開画像とを組み合わせると図8に示すように、穿孔エネルギーが低い地山(不良地山GS等)が分布する領域の地山状況を評価することができる。
装薬孔やロックボルト孔を利用することで、穿孔データを3次元的に多数確保することができるため、より正確な3次元コンター図を作成することができる。
トンネル施工に伴い、各施工サイクルにおいて蓄積された画像データおよび穿孔データを利用することで、より高精度な地山状況の評価を行うことができる。
先進ボーリング5のデータに加え、装薬孔4の穿孔データおよびロックボルト孔7の穿孔データを利用するため、多数のデータによってより正確な評価を行うことができる。
前記実施形態では、発破掘削方式によりトンネルを掘削する場合について説明したが、トンネルの掘削方式は限定されるものではない。例えば、機械掘削方式により施工を行ってもよい。
2 切羽
3 トンネル周囲
4 装薬孔
5 先進ボーリング
6 支保構造
7 ロックボルト孔
G 地山
M ドリルジャンボ
Claims (4)
- 切羽およびトンネル周囲に露出した地山面を撮影して画像データを取得する作業と、
切羽周辺の地山の穿孔データを3次元的に取得する作業と、
前記画像データに基づいて露出した地山の構造が写った地質展開画像を作成する作業と、
前記穿孔データに基づいて穿孔エネルギーのコンター図を作成する作業と、を有し、
前記地質展開画像および前記コンター図のデータを組み合わせて、互いの相関関係を把握することによりトンネル背面および切羽前方の地山状況を評価することを特徴とする、トンネル周辺地山の評価方法。 - 前記穿孔データが、トンネル周囲のロックボルト孔の穿孔、または装薬孔の穿孔により得られ、かつ、電子的に記録されたデータであることを特徴とする、請求項1に記載のトンネル周辺地山の評価方法
- 切羽に対して複数の装薬孔を穿孔して前記装薬孔内に爆薬を装填する準備工程と、
前記爆薬を起爆させて掘削する掘削工程と、
掘削に伴い露出した地山面を撮影する撮影工程と、
前記地山面に支保工を形成する支保工程と、
切羽周辺の地山状況を評価する評価工程と、を備えるトンネル施工方法であって、
前記準備工程では、前記装薬孔の穿孔時の装薬孔穿孔データを取得し、
前記撮影工程では、切羽および切羽近傍のトンネル周囲を撮影して画像データを取得し、
前記支保工程では、ロックボルト孔の穿孔時のボルト孔穿孔データを取得し、
前記評価工程では、前記画像データに基づいて露出した地山の構造が写った地質展開画像を作成するとともに、前記装薬孔穿孔データおよび前記ボルト孔穿孔データ基づいて穿孔エネルギーのコンター図を作成し、前記地質展開画像および前記コンター図のデータを組み合わせて、互いのデータの相関関係を把握することによりトンネル周囲の背面及び切羽前方での地山状況を評価することを特徴とする、トンネル施工方法。 - 前記評価工程によって得られた地山状況に応じて、補助工法の選定、支保パターンの変更あるいは装薬量および装薬パターンの変更を検討することを特徴とする、請求項3に記載のトンネル施工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016092334A JP6802641B2 (ja) | 2016-05-02 | 2016-05-02 | トンネル周辺地山の評価方法およびトンネル施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016092334A JP6802641B2 (ja) | 2016-05-02 | 2016-05-02 | トンネル周辺地山の評価方法およびトンネル施工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017201074A JP2017201074A (ja) | 2017-11-09 |
JP6802641B2 true JP6802641B2 (ja) | 2020-12-16 |
Family
ID=60264651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016092334A Active JP6802641B2 (ja) | 2016-05-02 | 2016-05-02 | トンネル周辺地山の評価方法およびトンネル施工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6802641B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019199716A (ja) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | 清水建設株式会社 | 切羽観察装置、及び切羽観察方法 |
JP7105685B2 (ja) * | 2018-12-13 | 2022-07-25 | 株式会社フジタ | トンネル掘削工法 |
JP7247597B2 (ja) * | 2019-01-21 | 2023-03-29 | 株式会社大林組 | 地山評価方法、地山評価システム及び地山評価プログラム |
JP7263851B2 (ja) * | 2019-03-11 | 2023-04-25 | 株式会社大林組 | 地山評価方法、地山評価システム及び地山評価プログラム |
CN110188426B (zh) * | 2019-05-13 | 2022-09-20 | 青岛理工大学 | 一种隧道地质条件协同预测方法 |
JP7340417B2 (ja) | 2019-11-05 | 2023-09-07 | 鹿島建設株式会社 | 穿孔装薬システム |
JP7393240B2 (ja) * | 2020-02-17 | 2023-12-06 | 戸田建設株式会社 | 穿孔エネルギーによる地山評価方法 |
CN112418645B (zh) * | 2020-11-18 | 2024-02-02 | 云南航天工程物探检测股份有限公司 | 一种隧道工程全生命周期安全评价方法 |
CN113883978B (zh) * | 2021-10-19 | 2023-10-24 | 太原理工大学 | 一种隧道预留护廓岩幕水压聚能光面***方法 |
CN114135304B (zh) * | 2021-11-15 | 2024-07-09 | 中铁隧道局集团有限公司 | 遭遇溶洞不良地质段的tbm掘进施工方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0749756B2 (ja) * | 1990-10-22 | 1995-05-31 | 鹿島建設株式会社 | 油圧ドリルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地質の予測方法 |
JPH063145A (ja) * | 1992-06-18 | 1994-01-11 | Shimizu Corp | トンネル切羽画像収録処理システム |
JP2681735B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1997-11-26 | 株式会社奥村組 | 地質の調査方法 |
JPH07208060A (ja) * | 1994-01-24 | 1995-08-08 | Shimizu Corp | 削岩機の削孔エネルギー評価値による岩盤発破作業及び支保構造の適正化方法 |
JP2987051B2 (ja) * | 1994-03-30 | 1999-12-06 | 株式会社熊谷組 | 地層の不連続面の予測方法 |
JPH10331575A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Fujita Corp | トンネル切羽前方の地質予測方法 |
JP3168181B2 (ja) * | 1997-09-03 | 2001-05-21 | 鹿島建設株式会社 | 最適発破設計システム |
JP3308478B2 (ja) * | 1997-12-15 | 2002-07-29 | 鹿島建設株式会社 | トンネル切羽前方探査方法 |
JPH11256561A (ja) * | 1998-03-11 | 1999-09-21 | Kajima Corp | 補強材の設計評価方法 |
JP3511163B2 (ja) * | 1998-03-19 | 2004-03-29 | 大成建設株式会社 | トンネル掘削機及びそれを使用したトンネルの掘削方法 |
JP4421146B2 (ja) * | 2001-07-09 | 2010-02-24 | 鹿島建設株式会社 | トンネル切羽前方の地質予測方法および地質予測装置 |
JP2005220687A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Taisei Corp | 土木施工管理システム |
JP5986362B2 (ja) * | 2011-09-27 | 2016-09-06 | 株式会社熊谷組 | トンネル切羽の不連続面の抽出方法及びその装置 |
WO2015103721A1 (zh) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | 山东大学 | 隧道掘进机搭载的综合超前地质探测*** |
-
2016
- 2016-05-02 JP JP2016092334A patent/JP6802641B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017201074A (ja) | 2017-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6802641B2 (ja) | トンネル周辺地山の評価方法およびトンネル施工方法 | |
Abzalov | Applied mining geology | |
CN106524844B (zh) | 一种盾构隧道沿线孤石勘查和***处理的施工方法 | |
JP5985371B2 (ja) | トンネル掘削中の地質探査方法 | |
JP6713627B2 (ja) | トンネル切羽前方の地山評価方法及びシステム | |
JP6251128B2 (ja) | シールド掘進機による土質分布の判定方法 | |
JP2017156106A (ja) | トンネル切羽前方探査方法 | |
CN104074543A (zh) | 一种处理大型地下采空区的方法 | |
JPH07208060A (ja) | 削岩機の削孔エネルギー評価値による岩盤発破作業及び支保構造の適正化方法 | |
CA2979330C (en) | Draw-down pressure apparatus, systems, and methods | |
JP6820505B2 (ja) | トンネル地山探査方法 | |
Heal et al. | In-situ dynamic testing of ground support using simulated rockbursts | |
Siren | Excavation damage zones, fracture mechanics simulation and in situ strength of migmatitic gneiss and pegmatitic granite at the nuclear waste disposal site in Olkiluoto, Western Finland | |
Yong et al. | Characterisation of excavation-induced damage around a short test tunnel in the Opalinus Clay | |
Navarro Miguel | The use of measure while drilling for rock mass characterization and damage assessment in blasting | |
JP7393240B2 (ja) | 穿孔エネルギーによる地山評価方法 | |
Spathis | Innovations in blast measurement: Reinventing the past | |
Warneke et al. | Use of a 3-D scanning laser to quantify drift geometry and overbreak due to blast damage in underground manned entries | |
Singh | New trends in drilling and blasting technology | |
RU2386032C1 (ru) | Способ определения содержания полезного компонента во взорванной горной массе при ее выемке на карьерах | |
Abzalov et al. | Drilling techniques and drill holes logging | |
Cao et al. | Detection methods for unfavorable geology and soil caves before grouting in karst terrains | |
CN112835123B (zh) | 一种地下工程快速超前地质预报方法 | |
Choudhary et al. | 3D-Tunnel Seismic Prediction during tunnelling while underpassing an abandoned tunnel | |
Heal et al. | In-situ testing of ground support performance under strong dynamic loading |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190423 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200121 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200519 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200626 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201127 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6802641 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |